Laserhitsauskone autoteollisuudessa

Yli neljä vuosikymmentä sitten laserit syntyivät ja osoittivat tehokkaita ominaisuuksia, jotka innostivat maailmaa. Niin monen vuoden kehityksen jälkeen laserteknologia on tunkeutunut useille aloille ja sillä on ollut tärkeä rooli. Autoteollisuudessa lasertekniikka on vieläkin ainutlaatuisempaa, laserhitsausta, laserporausta ja lasermerkintää käytetään laajalti.

1. Lasertekniikan määritelmä
Laser on uusi valonlähde 1960-luvulla. Hyvä monokromaattisuus, vahva suuntaus, korkea kirkkaus ja muut ominaisuudet. On löydetty tuhansia lasertyöskentelyaineita, joiden aallonpituudet vaihtelevat pehmeistä röntgensäteistä kauko-infrapunaan. Laserteknologia käyttää polarisoivia peilejä heijastamaan laserin tuottamaa sädettä niin, että se keskittyy tarkennuslaitteeseen tuottamaan valtavan energian säteen. Jos polttopiste on lähellä työkappaletta, työhevonen sulaa ja haihtuu millisekunneissa, mitä voidaan käyttää hitsausprosessissa.

2. Laserhitsaustekniikan toteutettavuus
Laserit luokitellaan yleensä eri laservaloa tuottavien työaineiden mukaan, pääasiassa puolijohdelaserit (GaAs, InP jne.), solid-state laserit (Nd: YAG jne.), kaasut (CO2, He-Ne jne.). ) laserit, nestemäiset (viritettävät väriaineet jne.) laserit, kemialliset laserit, vapaiden elektronien laserit ja niin edelleen. Niistä kaasulaserit käyttävät kaasu- tai metallihöyryjä valoa säteilevinä hiukkasina, ja se on laserluokka, jolla on eniten lajikkeita, monipuolisimmat viritystilat, laajin laseraallonpituuden jakautumisalue, helpoin tapa toteuttaa suuritehoiset jatkuvat ja eniten käytetty. Kiinteän olomuodon laserin tarkoituksena on tuottaa kiinteään matriisiin seostettuja laserhiukkasia, joiden pitoisuus on suurempi kuin kaasun, ja siten voi saada suhteellisen suuren laserenergian tuoton suurella energialla, suurella huipputeholla, kompaktilla, kiinteällä ja kestävällä pian. Laserhitsaus pääasiassa käyttää näitä kahta innostunut materiaali laser.

Laserhitsaustekniikan käyttö valmistusteollisuudessa on kasvanut tasaisesti pulssista jatkuvaan, pienestä tehosta suureen tehoon, ohuesta levystä paksuihin osiin, yksinkertaisesta yksittäissaumasta monimutkaisiin muotoihin, laserhitsaus jatkuvassa kehitysprosessissa on vähitellen kehittynyt kypsä moderni käsittelytekniikka. Laserhitsaus jaetaan pulssilaserhitsaukseen ja jatkuvaan laserhitsaukseen, ja jatkuvassa hitsauksessa voidaan jakaa lämmönjohtohitsaukseen ja syväläpihitsaukseen. Laserlähtötehon parantuessa, erityisesti suuritehoisen CO2-laserin syntymisen myötä, laserin syväläpäisytekniikka kotimaassa ja ulkomailla on kehittynyt nopeasti, suurin hitsaussyvyyden ja -leveyden suhde on saavuttanut 12:1, laserhitsausmateriaalit miedon teräksen yleinen kehitys galvanoidun levyn, alumiinin, titaanin, kuparin ja keraamisten materiaalien nykyiseen hitsaukseen, laserhitsausnopeus on saavuttanut kymmeniä metrejä minuutissa, laserhitsaustekniikka on yhä kypsempi ja suuri määrä sovelluksia tuotantolinjalle Vuonna autoteollisuuden tuotantolinja, kuten pyydysten hitsaus, autojen lattia-ja rakenneosat (mukaan lukien oven runko) on nopea hitsaus ja on saavuttanut suuria taloudellisia ja sosiaalisia etuja.

Asiaankuuluvien tilastojen mukaan Euroopassa ja Yhdysvalloissa kehittyneissä teollisuusmaissa 50 prosenttia -70 prosenttia auton osista on valmistettu laserkäsittelyllä. Joka on pääasiassa laserhitsausta ja leikkauspohjaista, laserhitsauksesta autoteollisuudessa on tullut vakioprosessi. Runkolevyjen laserhitsaus voi olla eripaksuinen ja siinä voi olla erilainen metallilevyn pintapinnoite, joka on hitsattu yhteen ja sitten leimattu, jotta paneelirakenne voidaan valmistaa järkevimmän metalliyhdistelmän saavuttamiseksi. Laserhitsauksen nopeus on noin 4,5 m/min, ja muodonmuutoksia on vähän, mikä eliminoi toissijaisen käsittelyn. Laserhitsaus nopeuttaa taottujen osien korvaamista leimatuilla osilla. Laserhitsauksen käyttö pienentää lantion leveyttä ja joitakin vahvistusosia sekä puristaa itse korirakenteen rakenneosien tilavuutta. Pelkästään tämä vähentää kehon painoa 56 kg. laserhitsausta käytetään kattojen ja runkojen hitsaukseen sekä voimansiirtomuuntimen kansien hitsaukseen, jotka ovat CNC-ohjattuja, joiden sykliaika on noin 16 sekuntia ja todellinen hitsausaika vain 3 sekuntia ja joita voidaan käyttää jatkuvasti 24 tuntia vuorokaudessa. Käytetään pienen auton voimansiirtokokoonpanon ja alustan hitsaamiseen, lasersädehitsausnopeus, helppo automatisoida ja helppo hallita ja yhdistää joustavaksi valmistusjärjestelmäksi, lasersäde parantaa valmistajan tuotesuunnittelua ja tuotantosykliä, mikä vähentää valmiiden tuotteiden romumäärää .

3. Laserhitsauskone autoteollisuudessa
Laserhitsauksen käyttö voi tuoda suuria taloudellisia etuja autoteollisuudelle, kuten rungon kokoaminen suuressa määrässä pistehitsausta, kaksi hitsauspäätä kiinnitetään työkappaleen reunaan, laipan leveys on 16 mm ja laserhitsaus on yksipuolinen hitsaus, vain 5 mm, pistehitsaus laserhitsaukseen, jokainen auto voi säästää 40 kg terästä. perinteisellä pistehitsauksella kaksi kappaletta 0,8 mm teräslevyn leimausosia, keskiarvo on 20 pistettä / min, hitsausetäisyys on 25 mm, eli nopeus 0,5 m / min, laserhitsausnopeus voi saavuttaa 5 m/min tai enemmän. Laserhitsaustekniikan käyttö ei vain alentaa kustannuksia, vaan myös parantaa huomattavasti tuotannon tehokkuutta. Tällä hetkellä joukko kilowattiluokan laserprosessointirobottijärjestelmää niin kauan kuin satoja tuhansia dollareita, uuden laserin turvallisuus ja luotettavuus on myös taattu, sen toimintakatkos on vain 2 prosenttia, suojatoimenpiteet ovat myös erittäin luotettavia . Laserhitsaus vaatii työkappaleen kosketuspinnan tiiviin yhteensovituksen, jota ei ole helppo toteuttaa prosessissa, mutta nykyiset kehittyneet kiinnitysmenetelmät ja sopivat laserhitsauslaipan suunnitteluun niin, että tämä ongelma on ratkaistu, laserhitsaustekniikan asteittainen kypsyminen tekee suuria autonvalmistajia poikkeuksetta sovelletaan autojen tuotantolinjan laserhitsaukseen.

Yhdysvallat on varhaisin autoteollisuuteen tuotu suuritehoinen laser, Yhdysvaltojen autoteollisuuskeskuksessa Detroitin alueella on yli 40 laserkäsittelyasemaa autojen metalliosien leikkaamiseen ja hammaspyörien hitsaukseen, jotta auton uudistaminen 5 vuotta lyhennetty 2 vuoteen. Yhdysvaltojen General Motors on ottanut käyttöön 22 laserkäsittelyn tuotantolinjaa, Yhdysvaltojen Ford Motor Company käyttää Nd: YAG-laseria yhdistettynä teollisuusrobottien kanssa sedanin rungon hitsaukseen, mikä vähentää huomattavasti valmistuskustannuksia, kolme suurta Yhdysvaltain autoyritystä vuonna 2000, siellä on ollut 50 prosenttia vastuksen pistehitsauksen tuotantolinja korvattiin laserhitsaus tuotantolinjalla. Japanissa onnistunut soveltaminen laserhitsauksen tuotantolinjalla maailman huomion, kuten auton korin valmistuksen täytäntöönpanossa laserhitsaus ohuen teräslevyn leimaamalla muovaus uusia menetelmiä, ja nyt on ollut suurin osa maailman auto valmistajat seuraavat esimerkkiä. Monet maailman johtavista autoyrityksistä ovat rakentaneet erityisen laserhitsauksen tuotantolinjan: Thyssen Steel auton lattiahitsauksen tuotantolinja, Volkswagenin autotehtaan vaihteiston laserkäsittelyn tuotantolinja, Mercedes-Benzin autotehtaan 18 tehtaalla 8 tehtaalla asennetut laserkäsittelylaitteet.

Laserhitsauskonetta käytetään autoteollisuudessa erityisesti autojen korien ja jatkosaihioiden hitsaukseen. Markkinoiden ja asiakkaiden kysyntään vastaamiseksi, kori ja valmistusprosessin parantaminen on erittäin tarpeellista, ja auton korin arvo on noin 1/5 auton kokonaisarvosta, laserhitsausprosessin käyttö siten, että kori Iskunkestävyyttä ja väsymiskestävyyttä voidaan parantaa merkittävästi, parantaa auton laatua. Laserhitsaus johtuu tietokoneohjauksen käytöstä, joten sillä on vahva joustavuus ja liikkuvuus, se voi olla erityinen muoto ovipaneelit, lokasuojat, vaihteistot, kojetaulut ja muut hitsauksen osat, mutta myös täydentämään kattoa ja sivua autosta, moottorin rungosta ja jäähdyttimen rungosta ja muista kokoonpanon osista, jos siihen yhdistetään valokuitusiirtojärjestelmä ja robottikäsi, voit toteuttaa automaattisen autoteollisuuden kokoonpanolinjan. Noin 3 kW:n kuituoptisen lähetyksen Nd käyttö: YAG jatkuva laser, pistehitsausjärjestelmä ja tuotantolinjan kiinnikkeet, voidaan saavuttaa automatisoidun hitsauksen tarkoitus, General Motors, Mercedes-Benz jne. ovat ottaneet käyttöön tämän tuotantolinjalla käytetyn järjestelmän uusimmista malleista laserhitsausjärjestelmä voi melkein saavuttaa täydellisen käsittelyn vaatimukset, tehokkuuden, taloudellisuuden, turvallisuuden, lujuuden ja korroosionkestävyyden suhteen on erinomainen suorituskyky. Laserhitsausjärjestelmää käytetään uusimpien automallien tuotantolinjalla.

Auton kori ja alusta koostuu yli 300 eri osasta, laserhitsauksen käyttö voi olla melkein kaikkea riippumatta materiaalien paksuudesta, luokasta, tyypistä, laadusta, jotka on hitsattu yhteen erimuotoisten osien valmistamiseksi, mikä parantaa huomattavasti joustavuutta autosuunnittelusta. Aihion liitos on rungon rakenteen täydessä analyysissä komponenttien suunnittelun optimoinnin perusteella niin, että se voi olla muutama tyypillinen aihion hitsaus muutaman tyyppisestä aihiosta, mikä vähentää huomattavasti muottien määrää ja lisää käyttöastetta. materiaaleja, mutta myös vahvuus eri vaatimukset eri osien aihion eri paksuus voidaan käyttää leimaamalla muovaus vähentää painoa ja parantaa tarkkuutta, mutta myös tehdä korroosionkestävyys ja turvallisuus suorituskyky on parantunut huomattavasti! Myös rungon rakenne yksinkertaistuu huomattavasti. Toyotan sivukoteloiden tuotantolinjalla käytetään jatkohitsaustekniikkaa, jolloin muottien määrä laskee neljään, materiaalin käyttöaste on 65 prosenttia ja muut osat, joten jokaisen auton hinta laskee yli 30 dollaria, mikä lisää huomattavasti autonvalmistajien edut.

Tällä hetkellä ulkomailla, Saksassa Volkswagen AudiA6:ssa, GolfA4:ssä, Passatissa ja muissa katon merkeissä laserhitsaa, BMW, General Motors rungon yläosassa käyttää myös laserhitsausta, General Motors, Toyota, Ford, BMW, Fiat, Mercedes-Benz, Volkswagen käytetään laserliitoslevytekniikkaa, Yhdysvallat Big Three, Saksa Mercedes-Benz käyttää laserhitsattuja voimansiirtokomponentteja. Volkswagen, General Motors, Mercedes-Benz, Nissan käyttivät laserleikkaustekniikkaa, Fiat ja Toyota laserpinnoitetuilla moottorin pakoventtiileillä, Volkswagenin moottorin nokka-akselit laserpinnan karkaisukäsittelyn saavuttamiseksi.

Maassa, kotimaisista korkealaatuisia malleja, kuten: Passat, Buick, Audi, jne. käytetään laserhitsaukseen laserhitsaukseen muutosta kotimaan alkoi käyttää laserhitsaustekniikkaa, ensimmäinen maassa käyttää laserhitsaustekniikka (laserhitsauksen sijaan) on FAW-Volkswagenin eturintamassa, kun taas jotkut kotimaiset autonvalmistajat ovat vähitellen alkaneet käyttää tätä tekniikkaa. Lasertekniikka on tällä hetkellä sovelluksessa FAW, FAW Volkswagen AudiA6 top ja BORA takakansi käyttäen laserhitsausta, Sagitar (Sagitar) olivat rungon yläosassa, takakannessa ja muissa laserhitsaustekniikan osissa, hitsauspituus yli 30 metriä. FAW käytti laitteita saksalaiseen HassYAG 3KW -laser- ja Kuka-robottiin, FAW Car Company sedanin korin verhousosat laserleikkauksella, saksalaisen ARNOLD 3KW kolmiulotteisen viisiakselisen CO2-laserkäsittelykoneen laitteita, FAW:n alustaosien tehtaan jarrukenkä laserilla. karkaisu, käyttämällä laitteita kotimaan 2KW CO2-laserkäsittelykoneeseen, FAW-muottikeskuksen ohutlevyosia laserleikkaukseen, laitteiden käyttöä kotimaiseen 1,5KWCO2-laserkäsittelykoneeseen. Laserhitsaustekniikan kypsyyden ja laserhitsauskoneen hinnan laskun myötä Kiinan Chery Automobile alkoi myös käyttää laserhitsaustekniikkaa.

4. Lasertekniikan näkymät

Laserhitsausteknologian perinteiseen autojen hitsausprosessiin on tuonut vaikutuksen suuret autoyritykset suhtautuvat tähän erittäin myönteisesti, uusien teknologioiden käyttö merkitsee vahvempaa kilpailukykyä, erityisesti autoteollisuuden julmaa kilpailua. Laserhitsaustekniikka alumiinin hitsauksessa, hitsatut osat valujen sijasta ja koko rungon runkorakenteen hitsaussovellus tulevaisuuden suurimmassa osassa, laservalmistajien tulisi tarttua liiketoimintamahdollisuuksiin laserin liikkuvuuden, volyymin ja muiden työn näkökohtien suhteen, valokuitu lähetyslaser, jotta laser soveltuu paremmin autojen tuotantolinjan tarpeisiin. Jotkut kotimaiset lasertuotteiden valmistajat ovat vähitellen ymmärtäneet tämän, kuten Hubei Optical Optical Systems Co., Ltd. pulssi-Nd:n tuotanto: YAG-laserhitsauskone, jossa käytetään optista kuitukytkentää, joka on helppokäyttöinen, laserpää voi olla kaukana hitsausalue, laserin suorituskyky on vakaa ja luotettava, pitkä käyttöikä, mutta myös perinteisen optisen perinteisen järjestelmän käyttö, laser voi olla laserhitsaus, laserleikkaus ja lävistys, molemmat. Yksi kone monikäyttöinen, sopii erityisesti laserkäsittelytyöpajaan ja automatisoituun tuotantolinjaan.

5. Yhteenveto

2000-luvun autoteollisuus astuu käyttäjien vaatimuksiin joustavan modulaarisen tuotantotilan mukaisesti, perinteinen käsittelytekniikka ei pysty vastaamaan uuden tuotantotavan tarpeisiin, mikä antaa laserhitsaustekniikan laajamittaisen soveltamisen mahdollisuuden, Laserhitsaustekniikka ja muut laserkäsittelytekniikat autoteollisuudessa kehittyvät enemmän, ja niistä tulee tärkeä käsittelymenetelmä autoteollisuudessa.